波形發(fā)生器課件

第6章波形發(fā)生器6.1正弦波振蕩電路的基本概念6.2正弦波振蕩電路6.3波形整形電路6.4非正弦波振蕩電路第6章波形發(fā)生器6.1正弦波振蕩電路的基本概念6.1正弦波振蕩電路的基本概念無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的正弦波信號(hào)。單一頻率振蕩頻率f0可控正弦波振蕩器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)具有選頻特性的正反饋放大器.6.1正弦波振蕩電路的基本概念無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定一、正弦波振蕩器的振蕩條件負(fù)反饋放大電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)需要引入負(fù)反饋，即正弦波振蕩電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)需要引入正反饋，且振蕩頻率可控正反饋電路的振蕩條件：一、正弦波振蕩器的振蕩條件負(fù)反饋放大電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)二、選頻網(wǎng)絡(luò)

在一個(gè)穩(wěn)定的頻率上振蕩，環(huán)路中應(yīng)包含一個(gè)具有選頻特性的網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)作用：確保有且只有單一頻率f0滿足相位平衡條件放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動(dòng)。這些擾動(dòng)可分解為各種頻率的分量。二、選頻網(wǎng)絡(luò)

在一個(gè)穩(wěn)定的頻率上振蕩，環(huán)路中應(yīng)包含一個(gè)具有選三、起振和穩(wěn)幅

必須有非線性環(huán)節(jié)，即要從起振過渡到穩(wěn)定的振蕩幅度，環(huán)路中要有非線性環(huán)節(jié)三、起振和穩(wěn)幅

必須有非線性環(huán)節(jié)，即要從起振過渡到穩(wěn)定的振蕩穩(wěn)定的振幅穩(wěn)定的振幅四、判斷電路是否能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法

1、觀察電路是否包含了四個(gè)組成部分：放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)2、判斷放大電路能夠正常工作3、是否滿足正弦波振蕩的相位條件？4、是否滿足正弦波振蕩的幅值條件？四、判斷電路是否能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法

1、觀察電路是否包含五、分類

常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。1、RC正弦波振蕩電路：幾百kHz以下2、LC正弦波振蕩電路：幾百kHz～幾百M(fèi)Hz3、石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定五、分類

常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。6.2正弦波振蕩電路文氏電橋振蕩電路LC振蕩電路

變壓器反饋式

電容三點(diǎn)式

電感三點(diǎn)式石英晶體振蕩電路6.2正弦波振蕩電路文氏電橋振蕩電路一、RC振蕩電路

1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段高頻段在頻率從0～∞中必有一個(gè)頻率f0，φF＝0o。一、RC振蕩電路1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段高頻段在頻率從0當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。一、RC振蕩電路

1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在頻率從0～∞中有一個(gè)頻率f0，φF＝0o。當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。一2、電路組成1)是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級(jí)共射放大電路？應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。不符合相位條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出電阻大，影響f0

可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于3，且Ri大、Ro小，對(duì)f0影響小2、電路組成1)是否可用共射放大電路？應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配3、RC文氏電橋振蕩電路橋3、RC文氏電橋振蕩電路橋RCRCR1uoRF+Ａ－判斷相位平衡條件.○+○+當(dāng)f=f0時(shí)，uf和uo同相，滿足相位平衡條件當(dāng)f≠f0時(shí)，uf和uo不同相，不滿足相位平衡條件○+RC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于1MHz的正弦波RCRCR1uoRF+Ａ－判斷相位平衡條件.○+○+當(dāng)f=f例1：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路

例1：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路

例2：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？

不能產(chǎn)生正弦波例2：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？

不能產(chǎn)生正弦波如何判斷相位平衡條件？

1）斷開反饋至放大電路的輸入端2）在斷開處給放大電路加f＝f0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性，然后判斷各處極性

Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性3）若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。

在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。極性？如何判斷相位平衡條件？

1）斷開反饋至放大電路的輸入端RCRCR1uoRF+Ａ－穩(wěn)幅io熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù)R1或RF可用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。RCRCR1uoRF+Ａ－穩(wěn)幅io熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù)R1或電流越大，等效電阻越小

隨著輸出振幅的增大，Rf/R1減小，系統(tǒng)增益降低電流越大，等效電阻越小隨著輸出振幅的增大，Rf/R1減小R1隨著輸出振幅的增大，JFET的電阻也增大，R2/R1減小，系統(tǒng)增益降低R1隨著輸出振幅的增大，JFET的電阻也增大，R2/二、LC振蕩電路

1、LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性低頻段：感性當(dāng)f=f0時(shí)，電路為純電阻性，等效阻抗無窮大，電路發(fā)生并聯(lián)諧振高頻段：容性二、LC振蕩電路1、LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性低頻段：感性當(dāng)f損耗品質(zhì)因素Q1

>Q2Q1Q2品質(zhì)因素越大，選頻特性越好，諧振頻率穩(wěn)定性越高損耗品質(zhì)因素Q1>Q2Q1Q2品質(zhì)因素越大，選頻特性越CLf0f=f0時(shí)，總電流極小，支路電流很大，電容支路的電流與電感支路的電流大小近似相等，電感與電容的無功功率互相補(bǔ)償，電路呈阻性CLf0f=f0時(shí)，總電流極小，支路電流很大，電容支路的電流選頻放大電路當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。當(dāng)f=f0時(shí)，LC為阻性，且值最大多用分立元件，甚至共基高頻選頻放大電路當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移2、變壓器反饋式振蕩電路2、變壓器反饋式振蕩電路C1有必要嗎？振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。C1有必要嗎？振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：如何穩(wěn)幅？利用三極管的非線性ticf0tuoLC諧振電路的Q值很高，選頻特性好如何穩(wěn)幅？利用三極管的非線性ticf0tuoLC諧振電路的Q例：欲使電路振蕩，試標(biāo)出變壓器原，副邊繞組的同銘端例：欲使電路振蕩，試標(biāo)出變壓器原，副邊繞組的同銘端例：試用相位平衡條件判斷能否產(chǎn)生振蕩？能振蕩+UCCCC1C2例：試用相位平衡條件判斷能否產(chǎn)生振蕩？能振蕩+UCCCC1C2、電容三點(diǎn)式（電容反饋式）振蕩電路C2RBRCC1L考畢茲振蕩器2、電容三點(diǎn)式（電容反饋式）振蕩電路C2RBRCC1L考畢茲C2RBRCC1LC2C1L+-+-uouf反饋電壓和輸出電壓反相C2RBRCC1LC2C1L+-+-uouf反饋電壓和輸出電C2RBRCC1L滿足相位平衡條件特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合。C2RBRCC1L滿足相位平衡條件特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整+VCCC1C2CBCELC0振蕩頻率高，則L、C1、C2要小。當(dāng)電容減小到一定程度，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率的穩(wěn)定性。改進(jìn)的電容三點(diǎn)式振蕩電路取值遠(yuǎn)大于極間電容C0<<C1,C2獲得高頻同時(shí)穩(wěn)定振蕩頻率與放大電路參數(shù)無關(guān)克拉潑振蕩器+VCCC1C2CBCELC0振蕩頻率高，則L、C1、C2要要使反饋系數(shù)為負(fù)實(shí)數(shù)，Z2與Z1必為同質(zhì)阻抗電感三點(diǎn)式要使反饋系數(shù)為負(fù)實(shí)數(shù)，Z2與Z1必為同質(zhì)阻抗電感三點(diǎn)式3、電感三點(diǎn)式（電感反饋式）振蕩電路哈脫萊振蕩器RBL1CL23、電感三點(diǎn)式（電感反饋式）振蕩電路哈脫萊振蕩器RBL1CL振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩？靜態(tài)工作點(diǎn)不合適能振蕩三點(diǎn)式滿足相位平衡條件的接法：射同集反（源同,同相端同）判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩？靜態(tài)工作點(diǎn)不合適能振蕩三點(diǎn)式滿足相位判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩的注意事項(xiàng)：1）放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞。2）斷開反饋，在斷開處加f=f0的輸入電壓3）找出在哪個(gè)元件上獲得反饋電壓，是否能取代輸入電壓。判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩的注意事項(xiàng)：1）放大電路能否正常工作，名稱變壓器反饋式電感三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式改進(jìn)型振蕩頻率起振條件同左頻率調(diào)節(jié)方法及范圍頻率可調(diào)，范圍較寬。同左頻率可調(diào)，范圍較小。同左振蕩波形一般較差好好頻率穩(wěn)定度可達(dá)10-4同左可達(dá)10-4~10-5可達(dá)10-5適用頻率幾千赫~幾十兆赫同左幾兆赫~一百兆赫同左名稱變壓器電感三點(diǎn)式電容電容三點(diǎn)式改進(jìn)型振蕩起振同左頻率調(diào)節(jié)壓電效應(yīng)：極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)4、石英晶體振蕩電路一般LC網(wǎng)絡(luò)Q為幾百，石英晶體Q可達(dá)104～106；前者Δf/f為10－5，后者可達(dá)10－10～10－11。壓電效應(yīng)：極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)容性感性阻性串聯(lián)諧振阻抗最小并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率很接近容性感性阻性串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率很接近石英晶體呈感性，工作在fs與fp之間電容三點(diǎn)式并聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體呈感性，工作在fs與fp之間電容三點(diǎn)式并聯(lián)型石英晶體串聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體工作在fs處，小電阻在串聯(lián)諧振頻率時(shí)，晶體元件相當(dāng)于一個(gè)數(shù)值近似零的純電阻，電路工作于很強(qiáng)的正反饋狀態(tài)，反饋系數(shù)近似為100％串聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體工作在fs處，小電阻在串聯(lián)諧振6.3波形整形電路一、概述二、單門限比較器三、遲滯比較器四、集成電壓比較器五、555定時(shí)器6.3波形整形電路一、概述一、概述

1、電壓比較器的描述方法:電壓傳輸特性u(píng)O＝f(uI)電壓傳輸特性的三要素：1）輸出高電平UOH和輸出低電平UOL2）閾值電壓UT：使輸出產(chǎn)生躍變的輸入電壓3）輸入電壓過閾值電壓時(shí)輸出電壓躍變的方向一、概述

1、電壓比較器的描述方法:電壓傳輸特性的三要素2、常用的幾種電壓比較器：uIuO0UOHUOLUTUT-OUT+uOuIUOHUOL單限比較器遲滯比較器2、常用的幾種電壓比較器：uIuO0UOHUOLUTUT-3、集成運(yùn)放的非線性工作區(qū)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：1）凈輸入電流為02）u+>u-時(shí)，

uO＝＋UOPP

u+<u-時(shí)，

uO＝－UOPPu+-u-uO-UOPP+UOPP03、集成運(yùn)放的非線性工作區(qū)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：u+電路特征：當(dāng)集成運(yùn)放處于開環(huán)或僅引入正反饋時(shí)，運(yùn)放處于非線性工作區(qū)AA反饋通道電路特征：AA反饋通道二、單限比較器

開環(huán)1）UOH＝＋UOPP，UOL＝－UOPP2）UT＝03）uI>0時(shí)uO＝－UOPP;uI<0時(shí)uO＝＋UOPPAuIuOuIuO-UOPP+UOPP01、過零比較器如何改變閾值？串聯(lián)型比較器二、單限比較器

開環(huán)1）UOH＝＋UOPP，UOL＝－例:畫出傳輸特性曲線UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)

UOL＝－(UZ2＋UD1(ON))輸出限幅電路:為適應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。電壓比較器的分析方法：1）寫出u+、u-的表達(dá)式，令u+＝u-，求解出的uI即為UT；2）根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；3）根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向。限流電阻例:畫出傳輸特性曲線UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)輸作用于反相輸入端uIuO+UZ-UZOUT并聯(lián)型比較器作用于反相輸入端uIuO+UZ-UZOUT并聯(lián)型比較器UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)

UOL＝－(UZ2＋UD1(ON))為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入端，需加輸入端限幅電路。集成運(yùn)放的凈輸入電壓最大值為±UD(ON)輸出限幅電路:為適應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。uIuO+UZ-UZOUOH＝＋UZ1＋UD2(ON)為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入端負(fù)反饋uO＝±UZ零電位uIuO+UZ-UZO1）保護(hù)輸入端2）加速集成運(yùn)放狀態(tài)的轉(zhuǎn)換負(fù)反饋uO＝±UZ零電位uIuO+UZ-UZO1）保護(hù)輸入三、遲滯比較器

引入正反饋反饋?zhàn)饔糜谕噍斎攵瞬灰捅壤糯箅娐坊煜?/p>

三、遲滯比較器

引入正反饋反饋?zhàn)饔糜谕噍斎攵瞬灰捅壤糯?、輸出的高、低電平2、閾值電壓

1、輸出的高、低電平2、閾值電壓

uIuOUZ

-UZOUT-UT+20k20k10V3、電壓傳輸特性

對(duì)正向和負(fù)向增長(zhǎng)的輸入信號(hào)有不同的閾值電平---遲滯特性u(píng)IuOUZ-UZOUT-UT+20k20k10V3uI+Ａ－20k20kuO10V10V-10Vtuo5V-5Vtui例：

uI+Ａ－20k20kuO10V10V-10Vtuo5例：

uIuOUZ

-UZOUT-UT+1、若要電壓傳輸特性曲線左右移動(dòng)，則應(yīng)如何修改電路？2、若要改變輸入電壓過閾值電壓時(shí)輸出電壓的躍變方向，則應(yīng)如何修改電路？例：

uIuOUZ-UZOUT-UT+1、若要電壓傳輸特性u(píng)IuOUZ

-UZOUT-UT+uIuOUZ-UZOUT-UT+uoui0UZ-UZUT+UT-uoui0UZ-UZUT+UT-四、集成電壓比較器（LM311為例）

①⑦⑧④②③⑤⑥同相輸入端反相輸入端負(fù)電源正電源集電極輸出端發(fā)射極輸出端平衡平衡/選通四、集成電壓比較器（LM311為例）

①⑦⑧④②③⑤⑥同相第六章波形發(fā)生器課件五、555定時(shí)器

內(nèi)含兩個(gè)電壓比較器和一個(gè)RS觸發(fā)器，是一個(gè)應(yīng)用十分廣泛的模擬數(shù)字混合集成電路五、555定時(shí)器

內(nèi)含兩個(gè)電壓比較器和一個(gè)RS觸發(fā)器，是一12674835555定時(shí)器功能表輸入輸出復(fù)位端4高觸發(fā)端6低觸發(fā)端2輸出端3放大管狀態(tài)70XX0導(dǎo)通1<2VCC/3<VCC/31截止1>2VCC/3>VCC/30導(dǎo)通1<2VCC/3>VCC/3不變不變12674835555定時(shí)器功能表輸入輸出復(fù)位高觸發(fā)端6低觸施密特觸發(fā)器(遲滯比較器）+VCC0.01uiuo12675554835uOuI施密特觸發(fā)器(遲滯比較器）+VCC0.01uiuo126波形整形脈沖幅度的鑒別施密特觸發(fā)器應(yīng)用：產(chǎn)生矩形波、三角波和鋸齒波，或用于波形變換?？垢蓴_能力強(qiáng)。波形整形脈沖幅度的鑒別施密特觸發(fā)器應(yīng)用：產(chǎn)生矩形波、三角波和多諧振蕩器（矩形波發(fā)生器）施密特觸發(fā)器的符號(hào)多諧振蕩器（矩形波發(fā)生器）施密特觸發(fā)器的符號(hào)6.4非正弦波振蕩電路矩形波三角波鋸齒波尖頂波階梯波矩形波是基礎(chǔ)波形，可通過波形變換得到其它波形。6.4非正弦波振蕩電路矩形波三角波鋸齒波尖頂波階梯波矩形波復(fù)習(xí):一階電路過渡過程的三要素法1、充放電回路弄清楚充放電回路和低通濾波器的關(guān)系一、矩形波發(fā)生電路

穩(wěn)態(tài)值初始值時(shí)間常數(shù)+-USRC復(fù)習(xí):一階電路過渡過程的三要素法1、充放電回路弄清楚充放電+-RC+uC-1US2充電過程：1號(hào)開關(guān)合閘放電過程：2號(hào)開關(guān)合閘T1U1T2+-RC+1US2充電過程：1號(hào)開關(guān)合閘放電過程：2號(hào)開關(guān)合2、矩形波發(fā)生器的組成RCuOuC開關(guān)電路（遲滯比較器）:輸出高低電平，控制RC充放電計(jì)時(shí)電路（RC充放電路）：使得兩個(gè)狀態(tài)均維持一定的時(shí)間，決定振蕩頻率。反饋網(wǎng)絡(luò)：自控，在輸出為某一狀態(tài)時(shí)孕育翻轉(zhuǎn)成另一狀態(tài)的條件。應(yīng)引入反饋。2、矩形波發(fā)生器的組成RCuOuC開關(guān)電路（遲滯比較器）:輸3、比較器構(gòu)成的矩形波發(fā)生器反相輸出為高電平時(shí)正向充電：

uO（+UZ）→R→C→地，電容電壓升高輸出為低電平時(shí)反向充電：地→C→R→uO（－UZ）電容電壓降低3、比較器構(gòu)成的矩形波發(fā)生器反相輸出為高電平時(shí)正向充電：輸出波形分析法波形分析法uc上升階段表示式:uc上升階段表示式:正向充電和反向充電時(shí)間常數(shù)可調(diào)，占空比就可調(diào)。正向充電和反向充電時(shí)間常數(shù)可調(diào)，占空比就可調(diào)。二、三角波發(fā)生電路

反相積分器：線性充電為什么采用同相？二、三角波發(fā)生電路

反相積分器：為什么采用同相？ui=-UZui=+UZtuouo1uo0UZ-UZUT+UT-ui=-UZui=+UZtuouo1uo0UZ-UZUT+U00uo1t＋UZ－UZuotUT+UT-TT1T200uo1t＋UZ－UZuotUT+UT-TT1T2分壓器+VCC-+R3CuoUZ－+R1R2-VCCRPUREF調(diào)整電位器RW可以使三角波上下移動(dòng)。0uotUT+UT-分壓器+VCC-+R3CuoUZ－+R1R2-VCCRPU+VCC-+CuoUZ－+R1R2-VCCRPUREFR4R5tT1

時(shí)間段，電容C通過R4放電T2

時(shí)間段，電容C通過R5

充電uoT1T2UT+UT-+VCC-+CuoUZ－+R1R2-VCCRPUREFR4第6章波形發(fā)生器6.1正弦波振蕩電路的基本概念6.2正弦波振蕩電路6.3波形整形電路6.4非正弦波振蕩電路第6章波形發(fā)生器6.1正弦波振蕩電路的基本概念6.1正弦波振蕩電路的基本概念無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定幅值的正弦波信號(hào)。單一頻率振蕩頻率f0可控正弦波振蕩器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)具有選頻特性的正反饋放大器.6.1正弦波振蕩電路的基本概念無外加信號(hào)，輸出一定頻率一定一、正弦波振蕩器的振蕩條件負(fù)反饋放大電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)需要引入負(fù)反饋，即正弦波振蕩電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)需要引入正反饋，且振蕩頻率可控正反饋電路的振蕩條件：一、正弦波振蕩器的振蕩條件負(fù)反饋放大電路方框圖在A的通頻帶內(nèi)二、選頻網(wǎng)絡(luò)

在一個(gè)穩(wěn)定的頻率上振蕩，環(huán)路中應(yīng)包含一個(gè)具有選頻特性的網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)作用：確保有且只有單一頻率f0滿足相位平衡條件放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動(dòng)。這些擾動(dòng)可分解為各種頻率的分量。二、選頻網(wǎng)絡(luò)

在一個(gè)穩(wěn)定的頻率上振蕩，環(huán)路中應(yīng)包含一個(gè)具有選三、起振和穩(wěn)幅

必須有非線性環(huán)節(jié)，即要從起振過渡到穩(wěn)定的振蕩幅度，環(huán)路中要有非線性環(huán)節(jié)三、起振和穩(wěn)幅

必須有非線性環(huán)節(jié)，即要從起振過渡到穩(wěn)定的振蕩穩(wěn)定的振幅穩(wěn)定的振幅四、判斷電路是否能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法

1、觀察電路是否包含了四個(gè)組成部分：放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)2、判斷放大電路能夠正常工作3、是否滿足正弦波振蕩的相位條件？4、是否滿足正弦波振蕩的幅值條件？四、判斷電路是否能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法

1、觀察電路是否包含五、分類

常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。1、RC正弦波振蕩電路：幾百kHz以下2、LC正弦波振蕩電路：幾百kHz～幾百M(fèi)Hz3、石英晶體正弦波振蕩電路：振蕩頻率穩(wěn)定五、分類

常用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件分類。6.2正弦波振蕩電路文氏電橋振蕩電路LC振蕩電路

變壓器反饋式

電容三點(diǎn)式

電感三點(diǎn)式石英晶體振蕩電路6.2正弦波振蕩電路文氏電橋振蕩電路一、RC振蕩電路

1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段高頻段在頻率從0～∞中必有一個(gè)頻率f0，φF＝0o。一、RC振蕩電路1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)低頻段高頻段在頻率從0當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。一、RC振蕩電路

1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在頻率從0～∞中有一個(gè)頻率f0，φF＝0o。當(dāng)f=f0時(shí)，不但φ=0，且最大，為1/3。一2、電路組成1)是否可用共射放大電路？2)是否可用共集放大電路？3)是否可用共基放大電路？4)是否可用兩級(jí)共射放大電路？應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配一個(gè)電壓放大倍數(shù)略大于3、輸入電阻趨于無窮大、輸出電阻趨于0的放大電路。不符合相位條件不符合幅值條件輸入電阻小、輸出電阻大，影響f0

可引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使電壓放大倍數(shù)大于3，且Ri大、Ro小，對(duì)f0影響小2、電路組成1)是否可用共射放大電路？應(yīng)為RC串并聯(lián)網(wǎng)路配3、RC文氏電橋振蕩電路橋3、RC文氏電橋振蕩電路橋RCRCR1uoRF+Ａ－判斷相位平衡條件.○+○+當(dāng)f=f0時(shí)，uf和uo同相，滿足相位平衡條件當(dāng)f≠f0時(shí)，uf和uo不同相，不滿足相位平衡條件○+RC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于1MHz的正弦波RCRCR1uoRF+Ａ－判斷相位平衡條件.○+○+當(dāng)f=f例1：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路

例1：合理連接電路，組成文氏橋振蕩電路

例2：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？

不能產(chǎn)生正弦波例2：判斷圖示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩嗎？

不能產(chǎn)生正弦波如何判斷相位平衡條件？

1）斷開反饋至放大電路的輸入端2）在斷開處給放大電路加f＝f0的信號(hào)Ui，且規(guī)定其極性，然后判斷各處極性

Ui的極性→Uo的極性→Uf的極性3）若Uf與Ui極性相同，則電路可能產(chǎn)生自激振蕩；否則電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。

在多數(shù)正弦波振蕩電路中，輸出量、凈輸入量和反饋量均為電壓量。極性？如何判斷相位平衡條件？

1）斷開反饋至放大電路的輸入端RCRCR1uoRF+Ａ－穩(wěn)幅io熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù)R1或RF可用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。RCRCR1uoRF+Ａ－穩(wěn)幅io熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù)R1或電流越大，等效電阻越小

隨著輸出振幅的增大，Rf/R1減小，系統(tǒng)增益降低電流越大，等效電阻越小隨著輸出振幅的增大，Rf/R1減小R1隨著輸出振幅的增大，JFET的電阻也增大，R2/R1減小，系統(tǒng)增益降低R1隨著輸出振幅的增大，JFET的電阻也增大，R2/二、LC振蕩電路

1、LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性低頻段：感性當(dāng)f=f0時(shí)，電路為純電阻性，等效阻抗無窮大，電路發(fā)生并聯(lián)諧振高頻段：容性二、LC振蕩電路1、LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性低頻段：感性當(dāng)f損耗品質(zhì)因素Q1

>Q2Q1Q2品質(zhì)因素越大，選頻特性越好，諧振頻率穩(wěn)定性越高損耗品質(zhì)因素Q1>Q2Q1Q2品質(zhì)因素越大，選頻特性越CLf0f=f0時(shí)，總電流極小，支路電流很大，電容支路的電流與電感支路的電流大小近似相等，電感與電容的無功功率互相補(bǔ)償，電路呈阻性CLf0f=f0時(shí)，總電流極小，支路電流很大，電容支路的電流選頻放大電路當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移為0。當(dāng)f=f0時(shí)，LC為阻性，且值最大多用分立元件，甚至共基高頻選頻放大電路當(dāng)f=f0時(shí)，電壓放大倍數(shù)的數(shù)值最大，且附加相移2、變壓器反饋式振蕩電路2、變壓器反饋式振蕩電路C1有必要嗎？振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：易振，波形較好；耦合不緊密，損耗大，頻率穩(wěn)定性不高。C1有必要嗎？振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：如何穩(wěn)幅？利用三極管的非線性ticf0tuoLC諧振電路的Q值很高，選頻特性好如何穩(wěn)幅？利用三極管的非線性ticf0tuoLC諧振電路的Q例：欲使電路振蕩，試標(biāo)出變壓器原，副邊繞組的同銘端例：欲使電路振蕩，試標(biāo)出變壓器原，副邊繞組的同銘端例：試用相位平衡條件判斷能否產(chǎn)生振蕩？能振蕩+UCCCC1C2例：試用相位平衡條件判斷能否產(chǎn)生振蕩？能振蕩+UCCCC1C2、電容三點(diǎn)式（電容反饋式）振蕩電路C2RBRCC1L考畢茲振蕩器2、電容三點(diǎn)式（電容反饋式）振蕩電路C2RBRCC1L考畢茲C2RBRCC1LC2C1L+-+-uouf反饋電壓和輸出電壓反相C2RBRCC1LC2C1L+-+-uouf反饋電壓和輸出電C2RBRCC1L滿足相位平衡條件特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整范圍小，適于頻率固定的場(chǎng)合。C2RBRCC1L滿足相位平衡條件特點(diǎn)：波形好，振蕩頻率調(diào)整+VCCC1C2CBCELC0振蕩頻率高，則L、C1、C2要小。當(dāng)電容減小到一定程度，晶體管的極間電容將并聯(lián)在C1和C2上，影響振蕩頻率的穩(wěn)定性。改進(jìn)的電容三點(diǎn)式振蕩電路取值遠(yuǎn)大于極間電容C0<<C1,C2獲得高頻同時(shí)穩(wěn)定振蕩頻率與放大電路參數(shù)無關(guān)克拉潑振蕩器+VCCC1C2CBCELC0振蕩頻率高，則L、C1、C2要要使反饋系數(shù)為負(fù)實(shí)數(shù)，Z2與Z1必為同質(zhì)阻抗電感三點(diǎn)式要使反饋系數(shù)為負(fù)實(shí)數(shù)，Z2與Z1必為同質(zhì)阻抗電感三點(diǎn)式3、電感三點(diǎn)式（電感反饋式）振蕩電路哈脫萊振蕩器RBL1CL23、電感三點(diǎn)式（電感反饋式）振蕩電路哈脫萊振蕩器RBL1CL振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)電容可獲得較寬范圍的振蕩頻率。波形較差，常含有高次諧波。振蕩頻率：起振條件：特點(diǎn)：耦合緊密，易振，振幅大，C用可調(diào)判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩？靜態(tài)工作點(diǎn)不合適能振蕩三點(diǎn)式滿足相位平衡條件的接法：射同集反（源同,同相端同）判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩？靜態(tài)工作點(diǎn)不合適能振蕩三點(diǎn)式滿足相位判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩的注意事項(xiàng)：1）放大電路能否正常工作，即是否有合適的Q點(diǎn)，信號(hào)是否可能正常傳遞。2）斷開反饋，在斷開處加f=f0的輸入電壓3）找出在哪個(gè)元件上獲得反饋電壓，是否能取代輸入電壓。判斷能否產(chǎn)生正弦波振蕩的注意事項(xiàng)：1）放大電路能否正常工作，名稱變壓器反饋式電感三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式改進(jìn)型振蕩頻率起振條件同左頻率調(diào)節(jié)方法及范圍頻率可調(diào)，范圍較寬。同左頻率可調(diào)，范圍較小。同左振蕩波形一般較差好好頻率穩(wěn)定度可達(dá)10-4同左可達(dá)10-4~10-5可達(dá)10-5適用頻率幾千赫~幾十兆赫同左幾兆赫~一百兆赫同左名稱變壓器電感三點(diǎn)式電容電容三點(diǎn)式改進(jìn)型振蕩起振同左頻率調(diào)節(jié)壓電效應(yīng)：極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)4、石英晶體振蕩電路一般LC網(wǎng)絡(luò)Q為幾百，石英晶體Q可達(dá)104～106；前者Δf/f為10－5，后者可達(dá)10－10～10－11。壓電效應(yīng)：極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)容性感性阻性串聯(lián)諧振阻抗最小并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率很接近容性感性阻性串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率很接近石英晶體呈感性，工作在fs與fp之間電容三點(diǎn)式并聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體呈感性，工作在fs與fp之間電容三點(diǎn)式并聯(lián)型石英晶體串聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體工作在fs處，小電阻在串聯(lián)諧振頻率時(shí)，晶體元件相當(dāng)于一個(gè)數(shù)值近似零的純電阻，電路工作于很強(qiáng)的正反饋狀態(tài)，反饋系數(shù)近似為100％串聯(lián)型石英晶體振蕩電路石英晶體工作在fs處，小電阻在串聯(lián)諧振6.3波形整形電路一、概述二、單門限比較器三、遲滯比較器四、集成電壓比較器五、555定時(shí)器6.3波形整形電路一、概述一、概述

1、電壓比較器的描述方法:電壓傳輸特性u(píng)O＝f(uI)電壓傳輸特性的三要素：1）輸出高電平UOH和輸出低電平UOL2）閾值電壓UT：使輸出產(chǎn)生躍變的輸入電壓3）輸入電壓過閾值電壓時(shí)輸出電壓躍變的方向一、概述

1、電壓比較器的描述方法:電壓傳輸特性的三要素2、常用的幾種電壓比較器：uIuO0UOHUOLUTUT-OUT+uOuIUOHUOL單限比較器遲滯比較器2、常用的幾種電壓比較器：uIuO0UOHUOLUTUT-3、集成運(yùn)放的非線性工作區(qū)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：1）凈輸入電流為02）u+>u-時(shí)，

uO＝＋UOPP

u+<u-時(shí)，

uO＝－UOPPu+-u-uO-UOPP+UOPP03、集成運(yùn)放的非線性工作區(qū)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：u+電路特征：當(dāng)集成運(yùn)放處于開環(huán)或僅引入正反饋時(shí)，運(yùn)放處于非線性工作區(qū)AA反饋通道電路特征：AA反饋通道二、單限比較器

開環(huán)1）UOH＝＋UOPP，UOL＝－UOPP2）UT＝03）uI>0時(shí)uO＝－UOPP;uI<0時(shí)uO＝＋UOPPAuIuOuIuO-UOPP+UOPP01、過零比較器如何改變閾值？串聯(lián)型比較器二、單限比較器

開環(huán)1）UOH＝＋UOPP，UOL＝－例:畫出傳輸特性曲線UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)

UOL＝－(UZ2＋UD1(ON))輸出限幅電路:為適應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。電壓比較器的分析方法：1）寫出u+、u-的表達(dá)式，令u+＝u-，求解出的uI即為UT；2）根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；3）根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向。限流電阻例:畫出傳輸特性曲線UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)輸作用于反相輸入端uIuO+UZ-UZOUT并聯(lián)型比較器作用于反相輸入端uIuO+UZ-UZOUT并聯(lián)型比較器UOH＝＋UZ1＋UD2(ON)

UOL＝－(UZ2＋UD1(ON))為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入端，需加輸入端限幅電路。集成運(yùn)放的凈輸入電壓最大值為±UD(ON)輸出限幅電路:為適應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。uIuO+UZ-UZOUOH＝＋UZ1＋UD2(ON)為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入端負(fù)反饋uO＝±UZ零電位uIuO+UZ-UZO1）保護(hù)輸入端2）加速集成運(yùn)放狀態(tài)的轉(zhuǎn)換負(fù)反饋uO＝±UZ零電位uIuO+UZ-UZO1）保護(hù)輸入三、遲滯比較器

引入正反饋反饋?zhàn)饔糜谕噍斎攵瞬灰捅壤糯箅娐坊煜?/p>

三、遲滯比較器

引入正反饋反饋?zhàn)饔糜谕噍斎攵瞬灰捅壤糯?、輸出的高、低電平2、閾值電壓

1、輸出的高、低電平2、閾值電壓

uIuOUZ

-UZOUT-UT+20k20k10V3、電壓傳輸特性

對(duì)正向和負(fù)向增長(zhǎng)的輸入信號(hào)有不同的閾值電平---遲滯特性u(píng)IuOUZ-UZOUT-UT+20k20k10V3uI+Ａ－20k20kuO10V10V-10Vtuo5V-5Vtui例：

uI+Ａ－20k20kuO10V10V-10Vtuo5例：

uIuOUZ

-UZOUT-UT+1、若要電壓傳輸特性曲線左右移動(dòng)，則應(yīng)如何修改電路？2、若要改變輸入電壓過閾值電壓時(shí)輸出電壓的躍變方向，則應(yīng)如何修改電路？例：

uIuOUZ-UZOUT-UT+1、若要電壓傳輸特性u(píng)IuOUZ

-UZOUT-UT+uIuOUZ-UZOUT-UT+uoui0UZ-UZUT+UT-uoui0UZ-UZUT+UT-四、集成電壓比較器（LM311為例）

①⑦⑧④②③⑤⑥同相輸入端反相輸入端負(fù)電源正電源集電極輸出端發(fā)射極輸出端平衡平衡/選通四、集成電壓比較器（LM311為例）

①⑦⑧④②③⑤⑥同相第六章波形發(fā)生器課件五、555定時(shí)器

內(nèi)含兩個(gè)電壓比較器和一個(gè)RS觸發(fā)器，是一個(gè)應(yīng)用十分廣泛的模擬數(shù)字混合集成電路五